Каталитическая дистилляция

редактировать

Каталитическая дистилляция - это ветвь реактивной дистилляции, которая объединяет процессы дистилляция и катализ для селективного разделения смесей в растворах. Его основная функция заключается в максимальном увеличении выхода каталитических органических реакций, таких как очистка бензина. Считается, что самый ранний случай каталитической перегонки датируется 1966 годом; однако эта идея была официально запатентована в 1980 году Лоуренсом А. Смитом-младшим. Этот процесс в настоящее время используется для очистки бензина., извлекают резину и формируют пластмассы.

Содержание

  • 1 Катализаторы
  • 2 Процесс
  • 3 Обратный поток
  • 4 Типы реакций
  • 5 Усовершенствования за счет двухколонной дистилляции
  • 6 Ссылки

Катализаторы

катализаторы, используемые для каталитической дистилляции, состоят из разных веществ и набиты на разные объекты. Большинство катализаторов представляют собой порошкообразные кислоты, основания, оксиды металлов или галогениды металлов. Эти вещества, как правило, обладают высокой реакционной способностью, что может значительно ускорить скорость реакции, делая их эффективными катализаторами.

Формы, на которые нанесены катализаторы, должны иметь возможность формировать однородную геометрическую форму. устройство, обеспечивающее равное расстояние в слое катализатора (область в дистилляционной колонне , где реагент и катализатор вступают в контакт с образованием продуктов ). Этот интервал предназначен для обеспечения равномерного распределения катализаторов в колонне. Слой катализатора должен быть в значительной степени просторным (около 50% пустым), чтобы любые испарившиеся газообразные реагенты могли катализировать и образовывать газообразные продукты. Слой катализатора также должен иметь возможность сжиматься и расширяться, поскольку ему, возможно, придется реагировать на изменения давления в колонне.

Перед тем, как катализаторы укладываются в форму, их сначала набивают на что-то пористое, например ткань или проволочная сетка. Ткань может быть изготовлена ​​из хлопка, стекловолокна, полиэстера, нейлона или других подобных материалов. Сетка обычно изготавливается из алюминия, стали или нержавеющей стали.

Что касается форм, катализаторы обычно набивают на кольца, седла, шары, листы, трубки или спирали. Эти формы, как правило, изготавливаются из стекловолокна, тефлона и инертных металлов. Перед тем, как катализаторы вводятся в систему, их либо упаковывают в мешки, прикрепляют к металлическим решеткам или сеткам, либо помещают на полимер пенопласт.

Процесс

в рамках каталитической перегонки В колонке жидкие реагенты катализируются при одновременном нагревании. В результате продукты немедленно начинают испаряться и отделяются от исходного раствора. Катализируя и нагревая реагенты в одно и то же время, вновь образованные продукты быстро выкипают из системы. При отсутствии продуктов вступает в силу принцип Ле Шателье, который формирует новые продукты из реагентов для замены удаленных продуктов. Поскольку продукты непрерывно выходят, система никогда не достигает равновесия. Непрерывное образование продуктов приводит к завершению реакции.

Флегма

В большинстве реакций, проводимых каталитической дистилляцией, реагенты часто более летучие, чем продукты. По этой причине внутренняя система рециркуляции, известная как орошение, реализуется сразу после конденсатора (зона внутри колонны, где выходящие газы охлаждаются до жидкости). При кипячении концентрированный пар переносится обратно в зону катализатора. Флегма также возвращает часть конденсированных жидкостей в колонну, чтобы гарантировать улавливание только продуктов с самыми низкими точками кипения . Поскольку при орошении возвращаются нечистые смеси, катализаторы промываются для длительного использования.

Типы реакций

Реакции в каталитических дистилляционных колоннах включают:

Улучшения от двухколонной дистилляции

При двухколонной дистилляции для получения желаемого продукта требуется колонка для катализа, а затем колонка для перегонка. Это означает, что дистилляционная компания должна будет профинансировать строительство двух больших колонн, а также способ транспортировки содержимого одной колонны в другую. При каталитической дистилляции компании нужно финансировать только одну колонну, что исключает как стоимость второй колонны, так и стоимость перемещения химикатов из одной колонны в другую. Эта оптимизация снижает накладные расходы почти вдвое по сравнению с первоначальной стоимостью.

Помимо сокращения затрат, каталитическая дистилляция является важной вехой в эффективности и действенности. Тратится меньше времени, потому что нет необходимости перемещать содержимое из столбца в другой. Кроме того, процент выхода от реагентов до продуктов увеличился в некоторых реакциях с 96-97% до 99,9%.

Ссылки

  1. ^Хоффман, Ахим. «Увеличение размера колонн для реакционной дистилляции с каталитическими насадками» (PDF).
  2. ^Смит-младший, Лоуренс А. «Патент на процесс каталитической дистилляции».
  3. ^Смит-младший, Лоуренс А. «Патент на процесс каталитической дистилляции».
  4. ^Смит-младший, Лоуренс А. «Структура каталитической дистилляции».
  5. ^Смит-младший, Лоуренс А. «Структура каталитической дистилляции».
  6. ^Смит-младший, Лоуренс А.. «Патент на процесс каталитической дистилляции».
  7. ^Смит-младший, Лоуренс А. «Патент на процесс каталитической дистилляции».
  8. ^Дартон, Ричард. Дистилляция и абсорбция '97.
  9. ^Гилдерт, Гэри. «Достижения в технологических процессах с помощью каталитической дистилляции» (PDF). Архивировано из оригинального (PDF) от 06.09.2008. Проверено 14 февраля 2012 г.
  10. ^Смит-младший, Лоуренс А. «Патент на структуру каталитической дистилляции».
  11. ^Гилдерт, Гэри. «Достижения в технологических процессах с помощью каталитической дистилляции» (PDF). Архивировано из оригинального (PDF) от 06.09.2008. Проверено 14 февраля 2012 г.
  12. ^Гилдерт, Гэри. «Достижения в технологических процессах с помощью каталитической дистилляции» (PDF). Архивировано из оригинального (PDF) от 06.09.2008. Проверено 14 февраля 2012 г.
Последняя правка сделана 2021-05-14 11:59:49
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте